先進制造技術(shù)(英文版第三版)唐一平-第四章翻譯(共3頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上4、計算機輔助設(shè)計和計算機輔助制造在我們的工業(yè)社會的歷史，許多發(fā)明已經(jīng)申請專利和新技術(shù)的發(fā)展?；萏啬岬目苫Q零件的概念，瓦特的蒸汽機，和福特的裝配線不過是一些發(fā)展，我們的工業(yè)時期最值得注意的。所有這些發(fā)展都影響了制造我們所知道的，在我們的歷史書，這些人得到了應(yīng)得的認可?；蛟S單個的發(fā)展影響制造更快更明顯比以往任何技術(shù)是數(shù)字計算機。由于計算機技術(shù)的出現(xiàn)，制造的專業(yè)人士都想自動化設(shè)計過程和使用數(shù)據(jù)庫開發(fā)自動制造過程。計算機輔助設(shè)計/計算機輔助制造（CADCAM），如果成功實施，應(yīng)該去掉“墻”，歷來存在之間的設(shè)計和制造的部件。CADCAM是指在設(shè)計和制造過程中使用計算機。由于

2、CAD / CAM的到來，其他方面發(fā)展：（1）計算機圖形（CG）。（2）計算機輔助工程（CAE）。（3）計算機輔助設(shè)計與繪圖（CADD）。（4）計算機輔助工藝規(guī)劃（CAPP）。這些附帶條件都是CADCAM的概念的具體方面。CAD / CAM本身是一個更廣泛，更具包容性的術(shù)語。它的核心是自動化和集成manufacturing.111CADCAM的一個關(guān)鍵目標(biāo)是產(chǎn)生的數(shù)據(jù)可以用于制造產(chǎn)品而開發(fā)的，產(chǎn)品設(shè)計的數(shù)據(jù)庫。當(dāng)成功實現(xiàn)了CADCAM，涉及到一個共享P40一個公司的設(shè)計和制造的部件之間常見的數(shù)據(jù)庫。交互式計算機圖形學(xué)（ICG）是CADCAM的重要作用。通過ICG的使用，設(shè)計開發(fā)一個圖形設(shè)計在存

3、放電子構(gòu)成的圖形圖像數(shù)據(jù)的產(chǎn)品形象。圖形圖像可以在一個二維（2-D），提出了三維（3-D），或固體的格式。ICG圖像使用等基本幾何特征的點，線，圓，曲線構(gòu)造。一旦創(chuàng)建，這些圖像可以很容易地編輯和以各種方式包括放大，縮小，旋轉(zhuǎn)操作，和運動。ICG系統(tǒng)主要有三部分組成（圖中）：（1）硬件，包括計算機和各種外圍設(shè)備；（2）軟件，包括計算機程序和技術(shù)手冊的系統(tǒng)（流行的CADCAM軟件使用ICG目前包括了AutoCAD，Pro/E，UG，CATIA等）和I-DEAS和；（3）人的設(shè)計師，最重要的三個組成部分。一個典型的ICG系統(tǒng)硬件配置包括一臺電腦，一個顯示終端，用于軟盤磁盤驅(qū)動器，硬盤，或兩者；和輸入

4、/輸出設(shè)備，如鍵盤，繪圖儀/打印機和掃描儀。這些P41設(shè)備，隨著軟件的工具，是現(xiàn)代設(shè)計師們用來開發(fā)和文檔設(shè)計。ICG系統(tǒng)能通過允許設(shè)計者關(guān)注設(shè)計過程知識方面提高設(shè)計過程，如概念和判斷為基礎(chǔ)的決策。計算機執(zhí)行它更適合，如數(shù)學(xué)計算，存儲和檢索數(shù)據(jù)，以及各種重復(fù)操作如開。CAD / CAM 4.1為理論基礎(chǔ)CADCAM為基礎(chǔ)是類似的，用來證明任何制造技術(shù)的改進。它是一個需要不斷提高的生產(chǎn)力，質(zhì)量，和，反過來，競爭力。也有其他原因，公司可以從CADCAM的手動流程進行轉(zhuǎn)換：（1）提高生產(chǎn)率。（2）更好的質(zhì)量。（3）更好的溝通。（4）制造業(yè)常見的數(shù)據(jù)庫。（5）降低建造成本原型。（6）對客戶快速響應(yīng)。4.

5、1.1提高生產(chǎn)力在設(shè)計過程中，生產(chǎn)率提高CADCAM。耗時的任務(wù)，如數(shù)學(xué)計算，數(shù)據(jù)存儲和檢索，可視化設(shè)計是由計算機處理，這給設(shè)計師更多的時間花在構(gòu)思并完成設(shè)計。此外，要求設(shè)計文件可與CADCAM的時間明顯減少。所有這些加在一起意味著更短的設(shè)計周期，縮短整個項目的完成時間，和更高的生產(chǎn)力。P424.1.2質(zhì)量更好因為CAD CAM讓設(shè)計師更專注于實際的設(shè)計問題和耗時的，非生產(chǎn)任務(wù)，產(chǎn)品質(zhì)量的提高與CAD CAM。CAD / CAM允許設(shè)計者檢測范圍更廣的設(shè)計方案（例如，產(chǎn)品特點）和分析每個選擇之前，選擇一個更徹底。此外，由于勞動密集型的任務(wù)都由計算機完成，減少設(shè)計錯誤發(fā)生。這些都導(dǎo)致更好的產(chǎn)品質(zhì)

6、量。4.1.3更好的溝通設(shè)計文件，如圖紙，零件清單，材料清單，和規(guī)格的工具用于溝通設(shè)計那些制造它。更均勻，規(guī)范，準(zhǔn)確的這些工具，溝通會更好。因為CAD / CAM導(dǎo)致更均勻，標(biāo)準(zhǔn)，和準(zhǔn)確的資料，提高了通信。4.1.4常用數(shù)據(jù)庫這是一個CAD / CAM的最重要的好處。隨著CADCAM的數(shù)據(jù)，生成一個產(chǎn)品的設(shè)計過程中可用于生產(chǎn)的產(chǎn)品。他們共享一個數(shù)據(jù)庫有助于消除分離設(shè)計和制造功能的古老的4twair（圖4.2）。4.1.5原型成本降低與手工設(shè)計，模型和原型的設(shè)計必須制作和測試，增加了成品的成本。隨著CADCAM，計算機三維模型可以降低，在某些情況下，消除建設(shè)昂貴的原型的需要。固體建模允許設(shè)計師用

7、電腦模型代替在許多情況下，CAD / CAM功能原型等。4.1.6更快響應(yīng)客戶響應(yīng)時間是至關(guān)重要的制造。需要多長時間來填補P43客戶的訂單？時間越短越好?？焖俚捻憫?yīng)時間是在競爭日益激烈的市場競爭的關(guān)鍵之一。今天，以最快的響應(yīng)時間是廠家可能用最低的出價贏得合同?？s短整個設(shè)計周期，提高設(shè)計和制造的組件之間的通信，CAD / CAM可以提高公司的響應(yīng)時間。CAD / CAM 4.2的歷史發(fā)展CADCAM的發(fā)展歷史已經(jīng)緊跟計算機技術(shù)的發(fā)展，對應(yīng)了ICG技術(shù)的發(fā)展。領(lǐng)先的CADCAM重大的發(fā)展始于20世紀50年代后期和1960年代初期。這首先是發(fā)展，在麻省理工學(xué)院（MIT），自動的P44編程工具（APT

8、）的計算機程序設(shè)計語言。APT的目的是簡化數(shù)控機床零件程序的開發(fā)。這是第一個計算機語言是用于此目的的。APT語言的代表向自動化生產(chǎn)的重要一步過程。在CADCAM的發(fā)展史上的又一重大發(fā)展緊隨其后的APT，麻省理工也發(fā)達，被稱為畫板項目。這個項目，伊凡薩瑟蘭誕生了ICG的概念。畫板項目是第一次使用了計算機上創(chuàng)建和實時顯示CRT操作圖形圖像。在上世紀60和70年代的其余部分，CAD的不斷發(fā)展，一些供應(yīng)商為自己的名字生產(chǎn)和銷售交鑰匙工程CAD系統(tǒng)。這是完整的系統(tǒng)，包括硬件，軟件，維護和培訓(xùn)作為一個包裝出售。這些早期的系統(tǒng)被配置在大型機和小型機。作為一個結(jié)果，他們在中小型制造企業(yè)實現(xiàn)大規(guī)模接受太貴了。到

9、了20世紀70年代，它變得清晰，微機將最終在CAD / CAM的進一步發(fā)展起到一定的作用。然而，早期的計算機沒有處理能力，內(nèi)存，或圖形功能所需的ICG。因此，早期的CAD / CAM配置在微機系統(tǒng)失敗。1983 IBM推出了PC，第一臺微型計算機的處理能力，內(nèi)存和圖形功能，可用于CADCAM。這對一個LED的數(shù)量在迅速增加，CAD / CAM供應(yīng)商。1989，對CADCAM基于微機裝置和基于大型機和小型機的數(shù)量。4.3電腦設(shè)計電腦已經(jīng)在日常工作與設(shè)計的一個重要影響是完成。它可以用在很多方面做很多事情。P45然而，使用計算機所有完成的設(shè)計工作分為四大類：（1）造型設(shè)計。（2）設(shè)計分析。（3）設(shè)計

10、審查。（4）設(shè)計文件。4.3.1設(shè)計建模在CAD / CAM設(shè)計建模，開發(fā)了產(chǎn)品幾何模型描述了部分數(shù)學(xué)。數(shù)學(xué)描述轉(zhuǎn)換為圖形的形式顯示在陰極射線管（CRT）。的幾何模型還允許圖形圖像可以很容易地編輯和操縱一次顯示。這個過程開始時，設(shè)計器創(chuàng)建一個圖形圖像使用一種特殊的ICG軟件包。圖像是通過輸入命令使計算機構(gòu)建圖像的點，生成線，圓，曲線。要創(chuàng)建一個圖形圖像，計算機必須翻譯成相應(yīng)的幾何特征的數(shù)學(xué)模型?？磥碓O(shè)計師作為一個圖形圖像存儲在計算機中的一系列數(shù)學(xué)坐標(biāo)。作為設(shè)計師的命令修改或操縱的圖形圖像，計算機對數(shù)學(xué)模型。計算機必須首先在它可以改變圖像變化的幾何模型，它必須在它可以顯示字符計算的數(shù)學(xué)坐標(biāo)的幾何

11、特征。圖形圖像顯示有三種格式：（1）二維或二維（2）two-and-a-half-dimensional或21 /二維（3）三維或三維效果。這三種格式進行了fig.4.3，4.4和4.5。二維圖形圖像顯示一個正（平）表示，通常顯示兩個或兩個P47多個視圖（例如，前，前，右）。21 /二維圖形圖像是斜的表示。三維圖形圖像可能是一個線框模型或一個真正的三維實體模型（偏）。通訊可以進一步提高時，圖像的顏色會顯示出來。CADCAM的許多功能，包括有限元分析，三維實體建模，和，比較容易理解的圖形圖像顯示的顏色。具體應(yīng)用如管道圖紙更易于閱讀顯示在適當(dāng)?shù)母鞣N顏色。當(dāng)圖像都只有一種顏色顯示，有時很難確定何時線

12、交叉或下，什么是近，什么是遠，什么是失真圖像與原圖像是什么（如有限元分析的情況下），和層某一部分上。色彩的運用可以更明確的區(qū)分上下，遠近，和原來的和扭曲的。它也有助于澄清許多組成的物體表面或幾個組成部分。4.3.2設(shè)計分析電腦簡化了設(shè)計分析階段P48過程明顯。一旦設(shè)計已被開發(fā)，有必要分析它將如何站起來的條件，這將是。這樣的分析方法作為傳熱和應(yīng)力應(yīng)變計算費時和復(fù)雜。與CAD / CAM，特殊編寫的計算機程序分析的目的是提供具體的Tor。這樣的一個程序，簡化了分析制成品叫高元分析。有限元分析的對象涉及打破成許多小矩形或三角形的元素（中心），然后再由計算機分析每個元素。這種方法提供了一個徹底的分析，

13、不可能不借助電腦是可行的。它還提供了專門針對問題的位置，這樣的設(shè)計可以修正更容易取得優(yōu)勢。有限元分析，計算機必須有一個強大的處理能力。計算機通過分析每個有相互關(guān)聯(lián)的有限元分析的總體目標(biāo)。通過分析對象的每個有限元的應(yīng)力，應(yīng)變響應(yīng)，熱，或其他力上，計算機可以預(yù)測整個對象的反應(yīng)。有限元分析現(xiàn)代CAD / CAM系統(tǒng)的能力過程的簡單實現(xiàn)。用戶首先定義區(qū)域，分和計算機自動劃分領(lǐng)域互聯(lián)有限元網(wǎng)絡(luò)。P49有限元分析的一個特別重要的特征是其能夠直觀地顯示分析結(jié)果的能力。例如，如果對一個部分進行分析，以確定如何在受到一定的壓力，使計算機能疊加的強調(diào)部分圖像在非重讀的部分。在這種方式中，所產(chǎn)生的失真是很容易看到的

14、。這種視覺證據(jù)的結(jié)果可以為設(shè)計者確定必要的設(shè)計變化更容易。4.3.3設(shè)計審查在設(shè)計過程中，已由計算機簡化的另一個步驟是設(shè)計審查。這包括檢查所有方面的設(shè)計精度。有幾個ICG能力使CAD / CAM容易用手工設(shè)計綜述。首先是許多CAD / CAM軟件包半自動標(biāo)注功能。為了產(chǎn)生一個圖像，一個ICG系統(tǒng)必須先建立數(shù)學(xué)模型。在這個模型中的數(shù)據(jù)可用于計算機自動計算尺寸。最良好的CAD / CAM軟件可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)尺寸及公差顯示這些方面的做法。這意味著更少的標(biāo)注錯誤，手工標(biāo)注的常見問題。分層能力的CAD / CAM軟件還簡化了設(shè)計審查。如果一個多層印刷電路板的設(shè)計，每一層的痕跡，可以單獨顯示在CRT顯示不同的

15、顏色。他們也可以同時顯示。以這種方式，可以很容易地追蹤檢查以確保所有的連接已被適當(dāng)?shù)卮_定。分層能力還可以用來檢查復(fù)雜的管道布局，確保管道不相交，他們不應(yīng)該這樣做，他們應(yīng)該相交。良好的CAD / CAM系統(tǒng)可以在超過250層。另一個CADCAM軟件的功能，簡化了設(shè)計審查稱為干涉檢查。有了這種能力，交配部分可加入的CRT顯示器，因為他們將在最后的裝配。設(shè)計師可以立即看到如果有干擾。用干涉檢查，這P50計算機變焦能力是特別有用。變焦可以讓設(shè)計者的眼睛，以逐步接近圖中復(fù)雜的細節(jié)。它給放大了的小細節(jié)的出現(xiàn)，使他們能夠更容易地看到。這是特別有用當(dāng)workmg復(fù)雜的組件組成的許多小部件。一些較先進的CAD

16、/ CAM軟件包的運動能力。這意味著他們可以模擬CRT顯示運動。這是特別有用的設(shè)計由運動部件工作時。在這種情況下，計算機模擬需要由設(shè)計人員在過去的紙板和塑料模型的地方。4.3.4設(shè)計文檔設(shè)計文件是另一個領(lǐng)域的CAD / CAM提供了主要的利益相比，手工繪圖技術(shù)。隨著CADCAM，需要的圖紙文件的設(shè)計可以使用在設(shè)計過程中創(chuàng)建的數(shù)據(jù)庫。在生產(chǎn)力五倍的改進現(xiàn)在與現(xiàn)代CAD / CAM系統(tǒng)。CADCAM軟件簡化標(biāo)注這種耗費時間的起草任務(wù)，創(chuàng)造放大的復(fù)雜細節(jié)，轉(zhuǎn)換（例如，等長，正方，和三維投影），縮放，糾正錯誤，使設(shè)計revisions.121起草了nonrepetition現(xiàn)實的概念。一個手冊起草相關(guān)

17、的最徒勞的任務(wù)是重細節(jié)，剖視圖，或其他圖紙已先前畫。由于計算機可以存儲在CADCAM系統(tǒng)完成了所有圖紙的數(shù)學(xué)模型，一旦圖紙已制作，它從來沒有被重新繪制。它可以簡單地被稱為從儲存，進入適當(dāng)?shù)奈恢?，在繪圖軟件包，再應(yīng)用。4.4 CAD CAM接口隨著CADCAM，設(shè)計和制造之間的接口P51他們分享共同的數(shù)據(jù)庫組件。這是CADCAM的本質(zhì)。與傳統(tǒng)的設(shè)計與制造，工程師通過在設(shè)計過程的每一步，繪圖員繪制圖紙和其他文件的傳達設(shè)計，制造人員使用圖紙制定加工計劃，車間人員實際生產(chǎn)產(chǎn)品。用老辦法，直到繪圖設(shè)計人員完成他們的工作，生產(chǎn)人員沒有看到它。設(shè)計與繪圖部門完成的工作，“把計劃貼在墻上”，制造能做它的工作。

18、這種方法的LED持續(xù)通信故障以及不良關(guān)系的設(shè)計和制造的部件。其結(jié)果是生產(chǎn)力的損失。CADCAM與制造人員，獲得了在設(shè)計階段就創(chuàng)建了數(shù)據(jù)。在設(shè)計過程中的任何一點，他們可以調(diào)用信息從數(shù)據(jù)庫的設(shè)計和使用。由于數(shù)據(jù)共享，從開始到結(jié)束，沒有驚喜，當(dāng)完成的設(shè)計可以產(chǎn)生。當(dāng)設(shè)計器創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫和起草者記錄的設(shè)計，生產(chǎn)人員可規(guī)劃，建立，訂購材料，制備的零件程序。生產(chǎn)人員生產(chǎn)所需的產(chǎn)品都包含在公共數(shù)據(jù)庫。數(shù)學(xué)模型，圖形圖像，材料清單，零件清單，大小，形態(tài)，位置尺寸，公差規(guī)格和材料規(guī)格都包含在通用的數(shù)據(jù)庫（圖4.8）。P524.5 CAD / CAM硬件一個CAD / CAM系統(tǒng)的硬件部分是典型配置包括一個中央處理單

19、元（CPU），各種輸出設(shè)備，如繪圖儀和打印機，輔助存儲能力，圖形終端，和各種輸入設(shè)備。一個CAD / CAM系統(tǒng)的CPU是作為CPU的任何計算機控制系統(tǒng)相同。它包含主存儲器和邏輯/算法對系統(tǒng)部分。使用最廣泛的輔助存儲介質(zhì)在CAD / CAM是硬盤和光盤。設(shè)計師其實在CAD工作站工作。工作站由需要產(chǎn)生和文檔設(shè)計的硬件組成。一個典型的CAD工作站組成的圖形終端和輸入/輸出設(shè)備需要與系統(tǒng)進行交互。繪圖儀和打印機可能在附近或在偏遠的地方，他們是由幾個工作站共享。切顯示了典型的I/O設(shè)備中使用的CAD系統(tǒng)。輸入設(shè)備P53通常用于從人類或存儲介質(zhì)信息傳送到計算機，進行CAD功能”。鍵盤是用來傳輸數(shù)字數(shù)據(jù)系

20、統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)輸入設(shè)備。功能按鍵也使輸入更容易。4.6 CAD / CAM軟件軟件允許使用者把硬件配置成一個強大的設(shè)計和制造系統(tǒng)。計算機圖形軟件允許我們在功能五大類完成任務(wù)（fig.4.10）：（1）生產(chǎn)的圖形圖像。（2）圖形圖像處理。（3）控制終端顯示。（4）執(zhí)行編輯功能。（5）執(zhí)行輸入功能。4.6.1生產(chǎn)圖形圖像所有的設(shè)計文件，是否在圖紙的形式，材料清單，零件清單，或規(guī)格，包括幾何特征和字母數(shù)字數(shù)據(jù)。字母數(shù)字數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)包括字母，數(shù)字，和其他專用鍵盤的數(shù)字。幾何特征包括點，線，圓，和其他組件的圖形圖像。所有這些元素都是讓設(shè)計師用他們的積木生產(chǎn)納入計算機圖形軟件P54文件包。4.6.2處理圖形圖像一

21、旦一個圖形圖像已經(jīng)產(chǎn)生，設(shè)計師必須能夠操縱它。操縱圖形圖像意味著擴大，縮小，旋轉(zhuǎn)，或移動它的圖像或部分。這樣的操作是通過變換在圖像的數(shù)學(xué)模型被修改或數(shù)據(jù)庫中的重新定位。4.6.3控制終端顯示一個優(yōu)點是ICG的能力稱為窗口。窗口是顯示控制的概念，允許用戶將一個窗口中的任何位置上顯示，其中的數(shù)據(jù)可以控制和操縱。指定窗口內(nèi)的數(shù)據(jù)是可以旋轉(zhuǎn)，放大，或縮小。另一個顯示控制功能是隱藏線消除。任何一個圖形圖像在三維格式顯示，有些線是可見的，有些是隱藏的。當(dāng)是可見的和隱藏的線相互重疊，圖像可能難以閱讀和理解。通過消除隱藏線，隱藏線消除的圖像，使圖像更容易閱讀和理解。徑向是一個復(fù)雜的三維圖形，很難如果隱藏線沒有

22、被刪除，讀一個例子。P554.6.4執(zhí)行編輯功能編輯圖像意味著修訂或修正刪除，替換，或改變它的一部分。這些部分被稱為段。因此，編輯圖像有時被稱為分割。編輯在CAD是什么擦除和重新手動文件相同。這可能意味著刪除線和更換，添加新的線條和幾何特征，變化的數(shù)據(jù)，或任何修改或校正圖相關(guān)的其他任務(wù)。4.6.5執(zhí)行輸入功能計算機圖形軟件包要求用戶與系統(tǒng)交互的方式，輸入數(shù)據(jù)和命令。這也決定了輸入設(shè)備，可以使用。較好的計算機圖形軟件包通常是最容易與他們是友好的。一個最簡單的命令方式和其他互動與CADCAM系統(tǒng)是一種通過內(nèi)置的軟件菜單的使用。菜單簡化輸入功能允許用戶選擇他們想要的系統(tǒng)進行操作。4.7 CAD /

23、CAM數(shù)據(jù)庫也許一個計算機圖形軟件包中最重要的元素是數(shù)據(jù)庫。這是共享一個共同的數(shù)據(jù)庫，是CADCAM心臟的潛力。的CAD / CAM數(shù)據(jù)庫包含以下：由此軟件：系統(tǒng)命令。菜單。輸出例程。使用該軟件創(chuàng)建的文檔：圖紙。設(shè)計信息。P56物料清單*零件清單。規(guī)格。文件的其他項目。這是第二類，數(shù)據(jù)文件，并通知生產(chǎn)人員和用于生產(chǎn)的設(shè)計。4.8二維與三維軟件CADCAM系統(tǒng)可與2-D和3-D能力。早期的系統(tǒng)是有限的，這是一個嚴重的缺點，因為三維物體的二維表示的是內(nèi)在的混亂。從歷史上看，已與設(shè)計人員正確表示在二維格式對象不相關(guān)的許多制造誤差和浪費。同樣的問題一直是生產(chǎn)人員無法正確閱讀和解釋復(fù)雜的二維表示的對象。

24、二維圖紙一般有兩個正字法（平）的觀點（例如，前，前，右）的對象。fig.4.12是二維繪圖顯示只有一個視圖的一個例子。而這張畫是有吸引力的和準(zhǔn)確的，它不包含足夠的信息來制造人員出示在咨詢設(shè)計人員。至少有兩個額外的視圖，或是一個頂部和側(cè)面，會有信息的生產(chǎn)人員，他們需要生產(chǎn)它所需要的。即使有這些額外的意見，他們的任務(wù)將會很困難，因為人類的眼睛看不到的二維也不是人腦，因此認為，P57即使有必要的觀點，生產(chǎn)人員可能難以想象的成品。精確的可視化技術(shù)采取集中培訓(xùn)學(xué)習(xí)和經(jīng)驗來完善年，這限制了生產(chǎn)力的設(shè)計和制造人員在二維文件設(shè)置。在CADCAM的發(fā)展趨勢是對三維圖像的表示。這樣的陳述會產(chǎn)生近似的實際形狀和外觀

25、的對象；因此，他們很容易閱讀和理解。計算機圖形軟件的三維功能是兩種類型：線框和三維實體模型。物體的三維表示為模型。線框模型比實體模型和需要更少的計算機內(nèi)存和處理能力來支持。他們近似的外觀實物通過軸測（等距，正方，和半徑）表示。他們更容易閱讀和理解比二維模型，但這些都不是實際物體真實的陳述。線框模型最關(guān)鍵的弱點是表現(xiàn)物體的輪廓和邊緣。很難確定一個表面持平或輪廓，固體或打開。這一弱點LED為固體模型作為CADCAM能力的發(fā)展。實體模型是一個計算機模型的實際對象，里里外外，建立數(shù)據(jù)庫，并顯示在終端屏幕。實體建模有兩個基本方法：（1）構(gòu)造實體幾何。（2）邊界表示。構(gòu)造實體幾何（CSG），有時被稱之為構(gòu)

26、建塊，使用簡單的固體如立方體，圓柱體，球體金字塔，并構(gòu)建模型。CSG是易于使用和理解。這與從木制積木建筑的生活模式，很多人已經(jīng)做的和能與CSG的另一個積極的方面是，數(shù)學(xué)模型存放在數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)緊湊、精確。它要求大量的計算，但比較小的存儲空間。邊界表示法（B-rep），涉及到實際繪制的邊界P58該模型以使其顯示在一個圖形顯示終端的顯示。這些圖紙是字形和包括所有視圖（頂部，底部，右，前，后，左側(cè)）需要完全定義對象。B-rep方法比CSG構(gòu)造形狀奇特的模型不易使標(biāo)準(zhǔn)幾何積木更有效。一個三維模型需要大量的存儲空間，但計算較CSG模型較少。最現(xiàn)代的實體建模軟件包結(jié)合CSG和B-rep表示方法，充分利用各自的

27、優(yōu)勢劣勢而減少。這種能力已經(jīng)增強的通信設(shè)計中的組件和組件之間的設(shè)計和制造。但它伴隨著一個價格。兩種固體建模軟件是昂貴的。首先，軟件包本身是昂貴的。其次，它需要更復(fù)雜的硬件支持。盡管如此，實體建模軟件是CADCAM的未來。有一種強烈的共識設(shè)計制造專業(yè)，固體建模簡化通信，因此，減少錯誤和浪費。計算機技術(shù)的不斷快速發(fā)展足以保證必要的支持實體建模軟件的硬件將不斷便宜，將軟件本身。最后，固體建模可以消除一些昂貴的生活原型和模型建設(shè)的需要。4.9 CAD系統(tǒng)的例子在前面的章節(jié)中，討論了工程設(shè)計CAD。在這一節(jié)中，一些使用CAD系統(tǒng)實例。目前主流的CAD軟件產(chǎn)品包括AutoCAD，Solidworks，UG

28、，Pro/E和CATIA。其中，AutoCAD是一個基于PC的系統(tǒng)開發(fā)和銷售由Autodesk；SolidWorks是應(yīng)用最廣泛的CAD軟件UG的世界；用能譜在1990開發(fā)的，它是一種結(jié)合三維建模CAD軟件，仿真和數(shù)控加工；Pro/E是PTC的產(chǎn)品（參數(shù)化技術(shù)公司）和CATIA的開發(fā)由IBM，P59以前，它只能運行在大型機上，目前基于PC的版本。以下是Pro/E和AutoCAD簡介。4.9.1 Pro/ENGINEERPro/ENGINEER®為工程師提供了一個革命性的機械自動化設(shè)計基于一個獨特的，參數(shù)化，基于特征的實體建模技術(shù)。該系列產(chǎn)品包括Pro/ENGINEER，旗艦產(chǎn)品，和特

29、定應(yīng)用的產(chǎn)品，解決機械設(shè)計完整的光譜通過制造一系列過程。強度和Pro/ENGINEER系列產(chǎn)品的獨特性是雙重的。基于特征的參數(shù)化功能，提供前所未有的易用性和靈活性的工程師。此外，Pro/ENGINEER獨特的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)提供了所有工程學(xué)科之間的相關(guān)性，捆綁在一起，通過產(chǎn)品制造的整個設(shè)計。這使公司開發(fā)自己的產(chǎn)品和制造過程的同時，并很容易地評估多種設(shè)計方案，從而更好地設(shè)計產(chǎn)品，產(chǎn)生更快的速度和更低的成本。參數(shù)化技術(shù)的市場戰(zhàn)略強調(diào)技術(shù)領(lǐng)先，積極的價格/性能，世界性分布，和廣泛的客戶支持。Pro/Engineer概述：易用性：Pro/ENGINEER設(shè)計開始，設(shè)計工程師從功能和設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。級聯(lián)菜單流在一個直

30、觀的方式，提供合乎邏輯的選擇和預(yù)先選擇的最常用的選項，除了短菜單描述和完整的在線幫助。這使得它簡單易學(xué)，利用Pro/ENGINEER，即使最普通用戶。Pro/ENGINEER采用“映射鍵”將經(jīng)常使用的命令和自定義菜單成倍增加他們的使用速度專家用戶。由于Pro/ENGINEER提供素描直接對實體模型的能力，功能布局簡單、準(zhǔn)確。全相關(guān)性：Pro/ENGINEER是基于一個單一的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，P60使改變內(nèi)置到系統(tǒng)的能力。因此，當(dāng)一個變化是發(fā)展過程中的任何地方，它是傳播到整個設(shè)計通過制造過程，確保所有工程交付的一致性。參數(shù)化，基于特征的建模：Pro/ENGINEER特征與嵌入式智能工藝規(guī)劃。它們易于使用

31、，但足夠強大的圓角，圓，殼甚至最復(fù)雜的幾何形狀。這些功能包含非幾何信息，如制造過程和相關(guān)的成本，以及位置和關(guān)系信息。這意味著功能不需要放置的坐標(biāo)系統(tǒng)，和他們“知道”它們是如何與其他的模型。作為一個結(jié)果，作出迅速和始終堅持原始設(shè)計意圖的變化。強大的組件功能：組裝部件很容易與Pro/ENGINEER。簡單地告訴系統(tǒng)“伴侶”，“插入”、“對齊”組件，并安裝，始終保持設(shè)計意圖。同時，由于零件的“知道”它們是如何相關(guān)的，如果一個成分的變化，無論是位置和幾何，其他的也會發(fā)生相應(yīng)的變化。部分可直接在裝配設(shè)計和其他組件的定義，所以如果他們移動或改變大小，部分會自動更新以反映變化。魯棒性：產(chǎn)品Pro/Engin

32、eer的家庭是基于雙精度，非平面的實體建模核心。這為工程師與幾何，最準(zhǔn)確的表示質(zhì)量特性，和干涉檢查可用。變更管理：強大的變革能力是內(nèi)在的，充分結(jié)合Pro/E，使設(shè)計制造學(xué)科的并行執(zhí)行它們的功能。參數(shù)化數(shù)據(jù)管理工具成功地管理這些并發(fā)進程和促進組織，控制工作流程。硬件獨立性：Pro/Engineer運行在所有主要UNIX，VMS和Windows NT平臺，保持相同的外觀和感覺，在每一個系統(tǒng)。用戶可以選擇最經(jīng)濟的硬件P61他們需要的配置，和混合和匹配平臺的任何組合。信息可以很容易地交換從一臺機器到其他，Pro/ENGINEER任何建筑差異管理。a'few圖紙在Pro/Engineer系統(tǒng)示于fig.4.13。左邊的屏幕是一個初步的概念設(shè)計，制造，裝配，和繪圖。對屏幕顯示所有可交付成果自動更新為設(shè)計發(fā)展到成品。4.9.2 AutoCADAutoCAD是計算機輔助制圖和個人計算機上實現(xiàn)設(shè)計系統(tǒng)。雖然AutoCAD進行工程工作站如太陽，太陽神域，與IBM PC的RT，AutoCAD實現(xiàn)大部分仍是基于IBM個人電腦和MS DOS的機器。AutoCAD支持大量I/O包括大多數(shù)的數(shù)字化設(shè)備，打印機/繪圖儀，視頻顯示板，和市場上現(xiàn)有的繪圖儀。由于IBM PC兼容計算機在工作場所通常是可用的，AutoCAD